Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Топливо и продукты горения

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
01.02.2021
Размер:
3.1 Mб
Скачать

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Содержание

Введение: Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ

3

1.

Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла.

 

Выбор коэффициентов избытка воздуха.

4

2.

Топливо и продукты горения.

5

3.

Определение расчётного расхода топлива.

7

4 Выбор схемы сжигания топлива.

8

5.

Поверочный расчёт топки.

 

 

9

 

 

5.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

10

 

5.2. Расчёт теплообмена в топке.

11

6.

Поверочный расчёт фестона.

13

7.

Определение тепловосприятий пароперегревателя, экономайзера,

 

воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парового котла.

17

8.

Поверочно-конструкторский расчёт пароперегревателя.

20

9.

Поверочно-конструкторский расчёт хвостовых поверхностей нагрева.

 

 

9.1

Расчёт водяного экономайзера.

24

 

9.2

Расчёт воздушного подогревателя.

28

10.1

Эксплуатация парового котла.

32

10.2

Пуск барабанного котла

33

10.3

Останов котла.

35

Список литературы.

36

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Введение.

Технические характеристики парогенератора Е-75-40ГМ.

Производитель – Барнаульский котельный завод.

Топочная камера объемом 261.256 м2 полностью экранирована трубами 60 3 мм с шагом 100 мм.

Схема испарения трехступенчатая. Чистый отсек (первая ступень) расположен в средней части барабана, солевые (вторая ступень) — по его торцам. В третью ступень включены два выносных циклона.

Перегреватель агрегата БКЗ-75-39ГМА — вертикального типа, змеевиковый, радиационно-конвективный, расположен за фестоном и выполнен из труб 38 3 мм.

Экономайзер парогенератора БКЗ-75-39ГМА — стальной, гладкотрубный, змеевиковый, одноступенчатый, с шахматным расположением труб 32 3. Поперечный шаг труб — 75 мм, продольный — 55 мм.

Воздухоподогреватель парогенератора БКЗ-75-39ГМА — трубчатый, одноступенчатый, двухходовый (по воздуху), с вертикальным расположением труб 40 1,6. Поперечный шаг труб — 60 мм, продольный — 42 мм.

Технические и основные конструктивные характеристики парогенератора следующие:

номинальная паропроизводительность – 75 т/ч;

рабочее давление на выходе из пароперегревателя – 40 кгс/см2;

температура перегретого пара – 440оС;

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Аннотация

В данной курсовой работе рассмотрен типовой расчет промышленного парогенератора на примере парового котла Е-75-40 ГМ с топкой предназначенной для камерного сжигания мазута со следующими характеристиками:

номинальная паропроизводительность – 75 т/ч;

рабочее давление в барабане котла – 44 кгс/см2;

рабочее давление на выходе из пароперегревателя – 40 кгс/см2;

температура перегретого пара – 440оС;

температура питательной воды - 150оС;

температура уходящих газов – 160оС;

температура горячего воздуха – 200оС;

вид и марка топлива – мазут малосернистый №96 ;

тип топочного устройства – камерная топка.

Входе работы было получено:

поверхность нагрева пароперегревателя – 556,121 м2;

поверхность нагрева экономайзера – 594,235 м2;

поверхность нагрева воздухоподогревателя – 1979,229 м2 .Число ходов по воздуху равно 2.

Врасчетно-пояснительной записке содержится:

 

листов – 56 ;

 

 

 

 

 

 

рисунков и эскизов – 14 ;

 

таблиц – 13 .

 

 

 

 

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1.СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПАРОВОГО КОТЛА.ВЫБОР КОЭФФИЦЕНТОВ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА.

1.1) Расчетно-технологическая схема трактов парового котла(см. рис.1)

1.2) Величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки, при использовании жидкого топлива, принимаем т’’=1,1 Для заданного парового котла находим значения присосов воздуха в газоходы

Таблица 1.1.

Элементы парового

Газоходы

Величина присоса

котла

 

 

Топочная камера

Топка парового котла

0,05

для жидкого топлива

 

 

Котельные пучки

Фестон

0,05

Пароперегреватели

Первичный

0,03

пароперегреватель

 

 

Экономайзеры

Котлов Д=70 т/ч

0,02

Воздухоподогреватели

Котлов Д=75 т/ч

0,03

(трубчатые)

 

 

Вычисляем величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения

Таблица 1.2.

 

Коэф.избытка воздуха

Величина

Средний коэф.

Газоходы

избытка воздуха в

п./п.

за газоходом ’’

присоса

 

газоходе

 

 

 

 

1

Топка и фестон

т’’= ф= т=1,1

т=0,05

т= т’’=1,1

2

Пароперегрева-

пе’’= т’’+ пе=1,1+

пе=0,03

пе=( пе’’+ т’’)/2=

тель

+0,03=1,13

(1,13+1,1)/2=1,115

 

 

 

 

 

 

 

3

Экономайзер

эк’’= пе’’+ эк=1,13+

эк=0,02

эк=( эк’’+ пе’’)/2=

+0,02=1,15

(1,15+1,13)/2=1,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздухоподогре-

вп’’= ух’’= эк’’+ вп=

 

вп=( ух+ эк’’)/2=

4

вп=0,03

(1,18+1,15)/2=1,165

ватель

=1,15+0,03=1,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма Jг- υг

 

 

 

12000

 

 

 

 

 

 

10000

 

 

 

 

 

 

8000

 

 

 

 

 

г

6000

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

4000

 

 

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

500

1000

1500

2000

2500

 

 

 

Температура, 0С

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2.ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.

2.1) Вид топлива: Мазут малосернистый Элементарный состав

W п =3%; Ap=0,05%; Sp=0,3%; Cp=84,65%; Hp=11,7%; Op=0,3%;

Величина теплоты сгорания: Qнр=9620 ккал/кг Расчитываем приведенную влажность и зольность:

 

 

 

W

p

1000

 

3 1000

 

W

п

 

 

 

0,3118

 

 

 

 

 

 

 

Q

р

9620

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

%кг1000/ккал

Для контроля проверяем баланс элементарного состава: Ср+ Hр+ Sр+ Oр+ Aр+ Wр=100%

84,65%+11,7%+0,3%+0,3%+0,05%+3%=100%

2.2) Теоретические объемы:

Воздуха: Vo=10,62м3/кг

Продуктов горения: V(RO2)=1,58м3/кг; Vo(N2)=8,39м3/кг; Vo(H2O)=1,51 м3/кг

Таблица 2.1

Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы

п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Величина

Коэф. избытка воздуха за газоходом ’’

Коэф. избытка воздуха средний в газоходе

V

 

V

o

 

 

 

ЗА

O

 

O

 

H

H

 

 

2

 

 

2

 

 

 

0,0161( 1)V

o

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

V

V

2

V

o

2

 

ЗА

 

 

 

 

г

RO

N

 

 

 

 

 

V

 

 

 

( 1)V

 

 

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

ЗА

r

 

 

 

 

 

 

RO

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RO

2

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

rH2O

 

 

VH2O

 

 

 

ЗА

 

 

Vг

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

 

 

r

 

 

 

 

 

ЗА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

RO

2

 

 

 

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

1

Ap

 

 

ЗА

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.306 Vo

 

 

 

г

 

 

G

г

 

 

 

 

 

 

ЗА

 

 

 

Vг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vo=10,62 м3/кг; V(RO2)=1,58 м3/кг; Vo(N2)=8,39

Едини

м3/кг; Vo(H2O)=1,51м3/кг; Wp=3%; Ap=0,05%

 

 

 

 

цы

 

 

 

 

 

Газоходы

 

 

Топка и

Пароперег

Экономайз

Воздухопод

 

фестон

реватель

ер

огреватель

т’’=1,1

пе’’=

эк’’=

вп’’=

=1,113

=1,15

=1,18

 

 

т’’=1,1

т=

эк=

вп=

=1,115

=1,14

=1,165

 

 

 

1,527098

-

-

1,540777

М3/КГ

 

 

 

 

-

1,529663

1,533937

1,538212

 

 

12,5591

-

-

13,42238

М3/КГ

 

 

 

 

-

12,72096

12,99074

13,26051

 

0,125805

-

-

0,117714

 

 

 

 

-

0,124204

0,121625

0,119151

 

 

0,121593

-

-

0,114792

 

 

 

 

-

0,120247

0,118079

0,115999

 

0,247398

-

-

0,232506

 

 

 

 

 

-

0,244452

0,239704

0,23515

 

16,25619

-

-

17,36577

КГ/КГ

 

 

 

 

-

16,46424

16,81098

17,15772

 

КГ/М3

1,294376

-

-

1,293792

 

 

 

 

-

1,29426

1,294074

1,293896

 

 

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2.3) Расчитываем значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания и сводим результаты в таблицу 2.2. Энтальпии воздуха и продуктов горения Jво и Jго берем из приложений П3 и

П4[1]

Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла

Таблица 2.2.

 

Темпе-

 

 

 

Jг=Jго+

Jг=(Jг)i-

 

ратура

 

 

о

о

Газоходы

Jго, ккал/кг

Jво, ккал/кг

( ’’-1)Jв ,

( ’’-1)Jв

-(Jг)i+1,

газов

 

 

 

ккал/кг

 

ккал/кг

 

v, C

 

 

 

Ккал/кг

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

 

2200

10218

8628

862,8

11080,8

559,5

 

2100

9701

8203

820,3

10521,3

 

556,5

 

2000

9187

7778

777,8

9964,8

 

550,5

 

1900

8679

7353

735,3

9414,3

 

553,5

 

1800

8168

6928

692,8

8860,8

 

544,4

Топка и

1700

7665

6514

651,4

8316,4

543,5

1600

7163

6099

609,9

7772,9

фестон

540,5

1500

6664

5684

568,4

7232,4

( т’’)

531,4

1400

6174

5270

527,0

6701,0

 

 

536,4

 

1300

5679

4586

485,6

6164,6

 

526,4

 

1200

5193

4452

445,2

5638,2

 

514,4

 

1100

4719

4048

404,8

5123,8

 

511,3

 

1000

4248

3645

364,5

4612,5

 

488,3

 

900

3799

3252

325,2

4124,2

 

 

Паропере-

700

2862

2468

320,84

3182,84

488,06

600

2421

2106

273,78

2694,78

греватель

475,1

500

1994

1736

225,68

2219,68

( пе’’)

467,93

400

1573

1375

178,75

1751,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экономай

500

1994

1736

260,4

2254,4

475,15

-зер

400

1573

1375

206,25

1779,25

462,95

( эк’’)

300

1163

1022

153,3

1316,3

 

Воздухоп

300

1163

1022

183,96

1346,96

459,28

одогр-ель

200

766

676

121,68

887,68

448,2

( вп’’= ух)

100

379

336

60,48

439,48

 

3.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА.

3.1)

Составляем тепловой баланс для установившегося состояния парового котла:

 

100=q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6

 

 

 

 

 

 

 

3.2)

Для жидких топлив располагаемое тепло топлива: Qрр =Qнp +

;

=

 

принимаем

 

 

 

 

 

 

л

л

 

 

 

=1200C

=0,415+0,0006

=0,415+0,0006 120=0,487

 

 

 

 

 

 

 

л

л

л

 

 

 

 

 

 

 

 

=0,487 120=58,44 ккал/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qpp=9620+58,44=9678,44 ккал/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J0хв =9,5 V0

J0хв=9,5 10,62=100,89 ккал/кг

 

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

3.3) Потери тепла с химическим q3 недожогом определяем потабл.3.1.[1] : q3=0,5% Мкал/кг 3.4) Потерю тепла с уходящими газами находят по формуле:

 

 

 

Q

 

 

 

(J

 

 

 

J

о

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

2

100

 

 

ух

 

ух

 

хв

 

(100 q

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Q

p

 

 

Q

p

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величину энтальпии уходящих газов Jух определяем линейной интерполяцией по таблице 2.2. для заданной температуры уходящих газов:

160 С

J

ух

708,4ккал / кг

 

 

q

 

 

708,4 1,18 100,89

(100

0)

6,0893%

2

9678,44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха Jохв (при t = 30оС) находится по формуле: Jохв = 9,5 V0 = 9,5 10,62= 100,89 ккал/кг.

По рис. 3.1 находим q5=0,77%.

3.6) Потери с физическим теплом шлака не учитываем .

3.7) КПД парового котла брутто находим по методу обратного баланса:=100-( q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6)=100-(6,0893+0,5+0,77)=92,64%

Коэффициент сохранения тепла:

1

 

q5

 

1

0,75

0,9919

q

 

 

0,75 92,25

5

 

пк

 

 

3.8) Расход топлива, подаваемого в топку, расчитываем по формуле:

B

 

Q

пк

100

 

D

к

(i

пе

i

пв

) 1000

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

p

 

 

 

 

Q

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

пк

 

 

 

 

 

 

p

 

 

пк

 

Qпк – количество теплоты полезно отданное в паровом котле

Находим значения энтальпий перегретого пара iпе и питательной воды iпв : По Рпе=40 кгс/см2 и tпе=440 С iпе=789,8 ккал/кг

Рпв=1,08Рб=1,08 44=47,52 кгс/см2 б – давление в барабане котла) По Рпв=47,52 кгс/см2 и tпв=150 С iпв=151,552 ккал/кг

 

75 (789,8 151.552) 10

5

B

 

9678,44

92,64

 

 

 

5338,8

кг\ч

3.9) Определяем расход фактически сгоревшего топлива

Bp B (1 100q4 ) 5338.8кг\ч

4.ВЫБОР СХЕМЫ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ.

Схему топливосжигания выбирают в зависимости от марки и качества топлива. Подготовка к сжиганию мазута заключается в удалении из него механических примесей, повышении давления и подогрева для уменьшения вязкости.

В проектируемом паровом котле установлены горелки (в количестве трёх штук) с механическими форсунками суммарной производительностью 110 120% от паропроизводительности котла; мазут подогревают до 100130оС. Скорость воздуха в самом узком сечении амбразуры должна быть 30 40 м/с.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2. Газомазутное горелочное устройство БКЗ

1)

Эстакада со сливными желобами

9)

Фильтр тонкой очистки

2)

Фильтр грубой очистки

10)

Насос второго подъёма

3)

Приёмная ёмкость

11)

Быстродействующий отсечной клапан

4)

Перекачивающий насос

12)

Расходомер

5)

Расходная ёмкость

13)

Регулирующий клапан

6)

Насос первого подъёма

14)

К форсункам

7)

Обратный клапан

15)

Линия возврата мазута

8)

Подогреватель мазута

16)

К другим котлам

Рис. 3. Схема подготовки и подачи на сжигание жидкого топлива

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

5.ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТОПКИ.

А

А-A

9

10

8

7

6

5

Lф=12750 Lз=7900

Lзl=2700 Lфl=2125

Lок=3550

44*100=4400 еф=60

Hг=9875

bстб=5020

Ось горелок

=3200

 

 

2370

г2

 

h

=1950

 

гср

 

 

 

=

 

г1

 

h

 

h

 

 

 

11

12

 

 

 

 

 

 

13

1

 

 

14

 

4

310

еф=60

3

2

еф=60

290

52*100=5200

bстз= 5780

еф=60

еф=60 bстф=5780

А

bстб=5020

=100

 

 

 

 

 

 

Sб=100

 

ф

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

60*3

Sз=100

еф=60

bстз=5780 еф=60

Рис. 4. Эскиз топки

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Задачей поверочного расчёта является определение температуры газов на выходе из топкиm’’ при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла.

1) Определение конструктивных размеров и характеристик топки.

Примечания к таблице 5.1

1.ок принимают по таблице 2.1.[2]: для открытых гладкотрубных экранов, для мазутаок=0,55

2.Угловой коэффициент экрана x определяем по номограмме 1а в зависимости от S/d и e/d для этого экрана.

Угловой коэффициент экрана, закрытого огнеупорной массой, равен единице. Реальные условия работы экранов с учетом загрязнения их отложениями шлака и золы оценивают

коэффициентом тепловой эффективности экранов: х , где - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения экранных труб или нанесения на них слоя огнеупорного материала, для неэкранированных стен топки принимают =0

Площадь стен топки:

F

т

F

ф

F

ф

2F

б

F

з

F

з

F

73,7 12,28 2 45,2 45,66 15,6 ,20,5 258,14м

2

 

 

 

 

 

 

 

ст

ст

ст

ст

ст

ок

 

 

Среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки в целом определяют по формуле:

 

 

 

[

ф (F ф

F ф' ) ф' (F ф'

F ф'i ) 2 б

(F б

F бi ) з (F з

F зi

) з' (F з'

F з'i )

F ]

 

 

 

ст

ст

ст

ст

ст

ст

ст

ст

ст

ст

ок ок

 

ср

 

 

 

 

 

 

 

F т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

 

 

 

 

 

0.506

(73.7 2.125) 0.2 12.28 2 0.506 45.2 0.506 45.6 0.2 15.6 0.55 20.5 0.472

 

 

 

 

 

 

 

 

258.14

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1.1) Активный объём топочной камеры определяют по формуле:

V

 

F

б

b

45,2 5,78 261,256м

2

т

 

 

 

ст

т

 

 

Эффективная толщина излучающего слоя:

S

 

3,6

V

т

3,6

 

261,256

3,65

 

 

 

т

F

т

258,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

 

 

м.